采用大小管控制介質流量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金工業的熱軋工藝領域，特別涉及加熱爐的介質流量控制方法。
【背景技術】
[0002]冶金工業的熱軋工藝主要包括加熱和軋制兩個環節，所謂加熱就是將板坯加熱到預定溫度，以保證軋制質量。為有效地對板坯進行加熱，需要設置板坯加熱爐，而加熱爐采用的燃料多為混合煤氣，主要由高爐煤氣、焦爐煤氣和轉爐煤氣的兩種或三種組成。煤氣站的主要作用是將這三種或兩種氣體按一定的熱值要求進行混合，混合的比例根據熱值要求的不同而不同，在混合完畢后按加熱爐需要的壓力進行加壓。通常熱軋產線會設置多座加熱爐，需要的煤氣流量也比較大，并且隨著負荷和開爐數的變化其煤氣用量也會有大幅的變化。
[0003]為了適應上述情況，如圖1所示，現有的煤氣站通常會設置兩根并聯的管路用來輸送同一介質(例如，混合煤氣)，一根直徑較大，可以滿足較大的煤氣流量，稱之為大管；另一根直徑較小，可以滿足較小的煤氣流量，稱之為小管。兩根管路上分別設置有切斷閥和調節閥，以滿足不同煤氣流量的需求。
[0004]隨之而來的是管路的選擇使用和切換問題。比如:什么時候用大管什么時候用小管？在管路切換時如何保證介質流量的平穩？兩個管路的閥門之間如何實現解耦控制？
[0005]針對上述三個技術問題，目前存在兩種采用大小管控制同一介質的方法:
[0006]I)無論加熱爐對介質的需求用量是多少，只要本介質投運，則大小管上的切斷閥同時打開，兩個調節閥同時投入使用，并且用一個控制器的輸出值實時地控制這兩個調節閥的閥門開度，即兩個調節閥的閥門開度是相同的。該方法避免了兩個管路之間的解耦難題，并且不需要考慮什么時候用大管什么時候用小管，也不需要考慮管路的切換控制。但該方法的缺點是，由于大小管同時投入使用并共同控制閥門開度，使得系統的穩定性下降，特別是在小流量時其控制精度很差，尤其是在介質用量低于大管的最小閥門開度的流量時甚至無法控制。由于設置大小管的初衷是為了精確地測量和控制介質流量，因此，該方法沒有起到設置大小管的作用，只適合介質用量較大且相對穩定的情況。
[0007]2)本著“用量小時用小管，用量大時用大管”的原則，即剛開始流量從無到有時，只打開小管切斷閥和調節閥，當流量達到一定門限時，認為目前流量較大，則打開大管切斷閥和調節閥，同時緩緩關閉小管的調節閥和切斷閥。當流量開始減少并減少到一定門限時，認為目前流量較小，則打開小管切斷閥和調節閥，同時緩緩關閉大管的調節閥和切斷閥。該方法實現了大小管的解耦控制，但該方法的缺點在于，在大小管切換時，即使是“緩緩關閉”仍然會造成介質流量不平穩，從而給壓力和熱值造成波動；當負荷變化較大時，會出現大小管閥門頻繁地開閉，加劇波動。因此，該方法只適合用戶用量分層且穩定的工況，不能夠應用于對熱值和壓力有要求的特殊鋼種。

【發明內容】

[0008]為了解決現有技術中無法采用大小管對介質流量進行精確和平穩控制的技術問題，本發明提供了一種采用大小管控制介質流量的方法，該方法包括通過并聯的大管和小管輸送加熱介質至加熱爐，大管設置有大管切斷閥和大管調節閥，小管設置有小管切斷閥和小管調節閥，當所述加熱介質的流量需求從無到有時，打開所述小管切斷閥，并根據所述流量需求調節所述小管調節閥的閥門開度，當所述小管調節閥的閥門開度減小直到所述小管調節閥關閉時，關閉所述小管切斷閥，其特征在于，該方法還包括:在所述大管切斷閥關閉的情況下，當判定所述小管調節閥的閥門開度大于第一開度已持續第一預定時間時，依次執行如下步驟:打開所述大管切斷閥，同時根據所述流量需求調節所述小管調節閥的閥門開度；當所述大管切斷閥完全打開后，控制所述大管調節閥的閥門開度按預定速率逐步增大到并保持在第二開度，同時根據所述流量需求調節所述小管調節閥的閥門開度。
[0009]進一步地，該方法還包括:在所述大管調節閥的閥門開度保持在所述第二開度的情況下，當判定所述小管調節閥的閥門開度大于第三開度已持續第一預定時間時，控制所述小管調節閥的閥門開度減小到并保持在第四開度，同時根據所述流量需求調節所述大管調節閥的閥門開度，其中所述第三開度大于所述第一開度。
[0010]進一步地，該方法還包括:在所述小管調節閥的閥門開度保持在所述第四開度的情況下，當判定所述大管調節閥的閥門開度小于第五開度已持續第一預定時間時，控制所述大管調節閥的閥門開度增大到并保持在所述第二開度，同時根據所述流量需求調節所述小管調節閥的閥門開度，其中所述第五開度小于所述第二開度。
[0011]進一步地，該方法還包括:在所述大管調節閥的閥門開度保持在所述第二開度的情況下，當判定所述小管調節閥的閥門開度小于第六開度已持續第一預定時間時，控制所述大管調節閥的閥門開度按預定速率逐步減小直到所述大管調節閥的閥門關閉，然后關閉所述大管切斷閥，同時根據所述流量需求調節所述小管調節閥的閥門開度，其中所述第六開度小于所述第一開度。
[0012]優選地，在所述大管切斷閥完全打開后、并在控制所述大管調節閥的閥門開度按預定速率逐步增大到第二開度之前，以及在所述大管調節閥的閥門關閉之后、并在關閉所述大管切斷閥之前，還包括延遲第二預定時間的步驟。
[0013]優選地，所述第一開度為所述小管調節閥的最大閥門開度的58%?63%，所述第二開度為所述大管調節閥的最大閥門開度的10%?18%，所述第三開度為所述小管調節閥的最大閥門開度的68%?72%，所述第四開度為所述小管調節閥的最大閥門開度的65%?67%，所述第五開度為所述大管調節閥的最大閥門開度的8%?12%，所述第六開度為所述小管調節閥的最大閥門開度的42%?48%。
[0014]優選地，所述第一開度為所述小管調節閥的最大閥門開度的62%，所述第二開度為所述大管調節閥的最大閥門開度的15%，所述第三開度為所述小管調節閥的最大閥門開度的70%，所述第四開度為所述小管調節閥的最大閥門開度的65%，所述第五開度為所述大管調節閥的最大閥門開度的10%，所述第六開度為所述小管調節閥的最大閥門開度的45%。
[0015]優選地，所述第一預定時間為3秒，所述第二預定時間為3秒，所述預定速率為0.1度/秒。
[0016]本發明提供的采用大小管控制介質流量的方法，對比于現有技術，其有益效果在于，該方法能夠保證根據流量需求來控制介質流量，不會產生介質流量不足或過剩的情況，并且有效地提高了介質流量的控制精度；同時，在加熱爐負荷大幅變化時能夠及時調整流量，保證了大小管切換的穩定性，在滿足流量需求的同時能夠保證熱值和壓力值的穩定，這對于熱值和壓力的穩定起到了積極的作用。
【附圖說明】
[0017]圖1為加熱爐采用大小管控制介質流量的裝置示意圖；
[0018]圖2為本發明的采用大小管控制介質流量的方法的優選的實施方式的示意性時序圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明的采用大小管控制介質流量的方法作進一步的詳細描述，但不作為對本發明的限定。
[0020]如圖1所示，與現有技術相同，本發明的采用大小管控制介質流量的方法基于的加熱爐設置有并聯的大管和小管來輸送加熱介質，大管設置有大管切斷閥和大管調節閥，小管設置有小管切斷閥和小管調節閥。
[0021]如圖2所示，當加熱介質的流量需求從無到有時,打開小管切斷閥(圖中未示出)，并根據流量需求調節小管調節閥的閥門開度，即當流量增大時小管調節閥的閥門開度增大，當流量減小時小管調節閥的閥門開度減小。當小管調節閥的閥門開度減小直到關閉時，關閉小管切斷閥(圖中未示出)。
[0022]在大管切斷閥關閉的情況下，當判定小管調節閥的閥門開度持續大于第一開度Xl第一預定時間(比如3秒)時，認為單靠小管不足以滿足此時的介質流量需求，需要開啟大管參與流量控制。具體方法為:先打開大管切斷閥，同時根據所述流量需求調節所述小管調節閥的閥門開度